脲酶抑制剂与硝化抑制剂对稻田氨挥发的影响

采用密闭室间歇通气法和15N标记技术研究了尿素施入稻田后氨挥发损失特征以及脲酶抑制剂(N-丁基硫代磷酰三胺,NBPT)和硝化抑制剂(3, 4-二甲基吡唑磷酸盐,DMPP)对稻田氨挥发损失的影响。结果表明,稻田施用尿素后第4天氨挥发速率达到峰值,氨挥发损失主要发生在施肥后21天内。与单施尿素处理相比,添加NBPT处理的氨挥发速率峰值降低27.04%,累积氨挥发损失量降低21.65%;NBPT与DMPP配施时,氨挥发速率峰值降低12.95%,累积氨挥发损失量降低13.58%;而添加DMPP时,氨挥发速率峰值增加23.61%,累积氨挥发损失量与单施尿素的差异不显著。相关性分析表明,地表水中铵态氮浓度和pH值与氨挥发速率均达极显著正相关,说明二者是影响氨挥发速率的主要因素,而气温、 地温和水温与氨挥发速率的相关性不显著。与单施尿素相比,添加脲酶抑制剂可显著增加稻谷产量。脲酶抑制剂与硝化抑制剂配合施用可更有效地提高氮肥的回收率。综合降低氨挥发、 提高水稻产量及地上部氮肥回收率的效果,添加脲酶抑制剂以及脲酶抑制剂与硝化抑制剂配施的两个处理效果较为理想,硝化抑制剂不宜单独添加。     

双季稻田添加脲酶抑制剂NBPT氮肥的最高减量潜力研究

【目的】添加脲酶抑制剂（Urease inhibitor, UI）是提高肥料利用率的有效途径,在尿素（Urea,U）中添加1%的脲酶抑制剂NBPT（N-丁基硫代磷酰三胺）是目前研究使用证明效果最可靠的添加比例。针对当前稻田氮肥施用水平过高的问题,本文采用田间小区试验研究了目前脲酶抑制剂添加比例下稻田氮肥的减施潜力以及脲酶抑制剂的节肥增效机理。【方法】本试验在我国长江中下游的双季稻田进行,脲酶抑制剂用量NBPT为尿素用量的1%。尿素用量设五个水平为N 90、 112.5、 135、 157.5 和180 kg/hm2,分别依次记为U1、 U2、 U3、 U4和U5, 7个处理为CK（不施氮肥）、 U1+UI、 U2+UI、 U3+UI、 U4+UI、 U5+UI、 U5（U5为传统施氮量, N 180 kg/hm2为农民习惯施氮量）,三次重复。U1~U5处理施氮量分别是在农民习惯施氮量的基础上降低50%、 37.5%、 25%、 12.5%、 0%。通过取样分析水稻分蘖期和孕穗期各处理对土壤脲酶活性、 硝酸还原酶活性、 土壤铵态氮含量、 硝态氮含量以及微生物量碳、 氮的含量,研究NBPT对水稻两个主要生育期土壤氮素供应的影响,比较各处理的产量以及氮肥利用率来得出氮肥的减施潜力,在此基础上通过逐步回归分析研究以上各指标对产量的影响,探明脲酶抑制剂（NBPT）在双季稻田的增效机理。【结果】 1) 在双季稻田,添加NBPT后,施氮量为N 135 kg/hm2的籽粒产量达到最高。与传统施氮（单施尿素N 180 kg/hm2）处理相比,早、 晚稻可分别增产8.54%和12.87%,氮肥当季利用率分别提高6.78%和9.46%,可节约氮肥25%; 2)与传统施氮相比,添加NBPT显著降低了水稻分蘖期的土壤脲酶活性和铵态氮含量,显著提高了孕穗期的铵态氮含量,而对此时期的脲酶活性无显著影响,NBPT对两个时期的硝酸还原酶活性、 硝态氮含量及微生物量碳、 氮含量均无明显影响,可见基施的NBPT主要是降低尿素水解速率方面效果显著,并且NBPT具有时效性,其主要是在水稻孕穗期之前起作用,在生态上较为安全; 3) 从各项土壤指标与水稻产量相关性的逐步回归分析结果来看,水稻分蘖期与孕穗期稻田土壤中铵态氮含量对水稻产量影响显著,而且孕穗期的影响大于分蘖期,其余指标则对产量无明显影响。【结论】由于脲酶抑制剂NBPT减缓了分蘖期尿素的水解作用,提高了孕穗期土壤中的铵态氮含量,为水稻后期生长提供充足的氮肥,在双季稻减肥方面具有显著的效果。在本试验土壤条件下,尿素中添加1% 的NBPT,可在提高产量的同时,将传统施氮肥量减少25%,是适于稻田应用的脲酶抑制剂。     

脲酶抑制剂NBPT对三种类型土壤中UAN氮溶液氮素转化和氨挥发的影响

室内恒温培养条件下,将N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)与UAN氮溶液配施,测定其氮素转化和氨挥发动态变化,研究NBPT与UAN氮溶液配施对灰漠土、潮土和红壤上氮素转化和氨挥发的影响.结果表明:?(1)对比尿素,在施肥早期(6 h～7 d),UAN氮溶液能分别多提供占施氮量0％～46.67％的无机氮供应,灰漠土和潮土上U...     

脲酶抑制剂配施比例对红壤双季稻产量的影响

在施肥量一致的前提下,研究了红壤稻田脲酶抑制剂(NBPT)与尿素的配比对双季稻产量的影响。结果表明:配施NBPT可以增加红壤稻田双季稻的产量,提高氮肥农学利用率;其中以配施0.75%NBPT处理效果最好,与不添加NBPT处理相比,水稻增产14.75%,氮肥农学利用率提高18.41%。但NBPT配施比例超过1%时,增产作用逐渐下降。因此,在每季135 kg N hm-2尿素施肥水平下,红壤稻田配施0.75%NBPT具有明显的增产效果。     

脲酶抑制剂不同用量对土壤氮素供应的影响

为研究在红壤双季稻田脲酶抑制剂适宜的添加比例,采用田间小区试验研究不同水平的脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)对双季稻田土壤氮素转化的影响。本文设置NBPT的施用量为尿素的0. 5%、0. 75%、1. 0%、1. 25%、1. 5%5个水平。结果表明:与农民习惯施氮(单施尿素N 135 kg/hm~2)处理相比,NBPT与尿素的比例1. 0%时,对早、晚稻的产量与氮素回收率均无显著影响,当NBPT添加比例为1. 0%、1. 25%、1. 5%时,早、晚稻的产量以及氮素回收率均显著提高,且添加量在1. 0%与1. 5%的两个处理之间无显著差异;与单施尿素相比,添加NBPT大于1. 0%时,土壤脲酶活性和铵态氮含量在分蘖期显著降低,铵态氮含量在孕穗期显著升高,而硝酸还原酶活性、硝态氮含量及微生物量碳、氮含量始终无明显差异,孕穗期的脲酶活性也无显著差异;通过逐步回归分析发现,水稻分蘖期与孕穗期土壤中铵态氮含量对水稻产量影响显著,而且孕穗期的影响大于分蘖期,其余指标则对产量无明显影响,由此可知,添加NBPT可保持孕穗期较高的土壤铵态氮含量可能是其增产与提高氮肥利用率的主要原因,NBPT在稻田的适宜添加量为尿素用量的1. 0%以上。     

太湖地区氮磷肥施用对稻田氨挥发的影响

在太湖地区乌栅土上,采用田间小区试验连续两年研究了施氮(N)量为0、180、255、330kg hm-2,施磷(P2O5)量为0、309、0、180 kg hm-2的6个组合(对照N0P0、低氮N180P90、优化N255P90、低磷N255P30、高磷N255P180、高氮N330P90)以及三个施肥时期对稻田氨挥发损失的影响,氨挥发采用密闭室间歇通气法测定。结果表明,稻田氨挥发损失主要发生在施肥后6d内,基肥和第一次追肥后各处理氨挥发量占施氮量的0.4%~11.5%,而第二次追肥后氨挥发损失比例较大,对照、低氮、优化、低磷、高磷和高氮处理的氨挥发在2002年稻季分别占施氮量的5.8%、9.7%、25.6%、15.6%和11.6%,在2003年稻季则分别为27.4%、26.2%、30.0%、35.1%和27.6%。若施肥后遇阴雨天气或正值水稻拔节孕穗期,氨挥发量便降低。田面水中的NH4 -N浓度是氨挥发的决定因素之一,与氨挥发通量呈正相关。施磷量相同时,氨挥发随施氮量增加而增加;施氮量相同时,高磷和低磷处理氨挥发均高于优化处理,表明在氮磷不平衡施用时,氮肥氨挥发损失会加剧,从氨挥发损失方面考虑,稻田推荐施磷量不宜超过P2O590 kg hm-2。     

藻类在稻田生态系统中的作用及其对氨挥发损失的影响

本文在总结已有稻田藻类研究结果的基础上,结合温室盆栽试验的初步结果,阐述了藻类对稻田氨挥发损失过程的影响,及其在稻田土壤N素转化、供应与调节中所起的重要作用。提出了减少N素氨挥发损失和合理利用稻田藻类的方法。     

太湖地区稻田氨挥发及影响因素的研究

应用微气象学方法研究太湖地区水稻三个不同施肥期施用尿素后的氨挥发损失 ,并对其影响因素 (气候、田面水中NH 4 N浓度和作物覆盖等 )的作用进行了分析研究。结果表明 ,水稻施用尿素后的氨挥发损失为各时期施氮量的 18 6 %～ 38 7% ,其中以分蘖肥时期损失最大 ,其次为基肥 ,穗肥氨挥发损失最小。氨挥发损失主要时期是在施肥后 7d内。在水稻不同生长期 ,各因素对氨挥发的影响能力大小并不一样 ,三个施肥期的氨挥发损失通量与施肥后田面水中铵态氮浓度呈显著正相关。     

大量沼液施灌稻田的氨挥发特征

基千沼液灌溉田间试验,采用通气法研究化肥和沼液施灌稻田的氨挥发特征及其差异性.结果表明,尿素施用处理的氨挥发速率峰值出现在每次施氦后当天或第2天,而各沼液施灌处理则在施氮后当天.氨挥发速率和累计量均随着施氮量的增加而提高.沼液灌溉田间氨挥发速率随时间的动态变化主要取决于田面水中铵氮浓度的变化.每次沼液施灌后的前7天是稻田氨挥发的关键时期.水稻分蘖初期氨挥发明显高于其他时期的.等氮量沼液施灌处理的平均氨挥发速率为(1.48±2.08)kg/(hm2·d),累计量为(51.00±4.46)kg/hm2,全生育期氮素损失率(14.90±1.65)%,分别是尿素施用处理的5.1,3.0,6.4倍.因此,若以等氮量的沼液代替尿素不仅存在稻田供氮不足的风险,而且增加了氨挥发对生态环境产生不良影响的可能,这需要在沼液广泛应用于水稻生产的过程中特别关注.     

脲酶抑制剂NBPT对油菜生长及品质的影响

在盆栽条件下研究尿素中添加脲酶抑制剂NBPT为纯氮施入量的0.5%,1.0%,1.5%,2.0%,2.5%时对油菜(Brassica campestris L.)生长和品质的影响。结果表明,添加NBPT能显著提高油菜生物产量28.3%～33.7%,降低植株体内硝酸盐累积量4.2%～32.6%,同时可不同程度提高植株全氮含量、吸氮量以及氮肥利用率。油菜Vc含量在NBPT1.0%用量时达到最高,吸氮量和氮肥利用率均在NBPT0.5%水平达到最佳,同时又未显著降低Vc和可溶性糖含量。因此,从经济效益考虑,推荐NBPT0.5%用量为本试验条件下的最佳用量。     

Effect of urease inhibitors on urea hydrolysis and ammonia volatilization

Summary Two laboratory incubation experiments were conducted to study the effects of the urease inhibitors hydroquinone (HQ), phenyl phosphorodiamidate (PPDA), and N-(n-butyl) thiophosphoric triamide (NBPT) in retarding the hydrolysis of urea, in the evolution of mineral N, and in reducing NH₃ loss through volatilization, under aerobic and waterlogged conditions, both at 25°C. NBPT generally exceeded PPDA and HQ in the ability to delay urea hydrolysis and NH _inf4 ^sup+ accumulation under aerobic conditions, whereas PPDA retarded these activities more effectively under anaerobic conditions. HQ was less effective than the other two urease inhibitors. Under aerobic conditions, 20% of the applied urea was lost through NH₃ volatilization after 5 days in the system without an inhibitor. With the addition of HQ and PPDA, the volatilization was delayed by 1 day but not eliminated. NBPT effectively decreased the NH₃ loss, from 20 to 3% of the applied urea. A more severe N loss (40%) occurred in the waterlogged system. HQ had little effect on NH₃ volatilization. PPDA decreased the NH₃ loss from 40 to less than 20% of the applied urea. The effectiveness of NBPT decreased under anaerobic conditions. It was concluded that urease inhibitors can reduce NH₃ volatilization following the application of urea. However, environmental conditions might have an important influence on the effectiveness of these inhibitors.     

不同施氮量下双季稻连作体系土壤氨挥发损失研究

采用密闭室间歇通气法研究双季稻连作体系不同施氮量下土壤氨挥发损失。结果表明,早稻氨挥发损失主要发生在施肥后的15d内,第3～5d出现峰值,损失总量为N 22.60～162.0 kg /hm2,损失率为 29.29%～52.32%;晚稻氨挥发主要发生在施肥后的11d内,第3 d出现峰值,损失总量为N 22.35～141.4 kg /hm2,损失率为35.75%～46.82%。早、晚稻各生育期连作周期的氨挥发量均与施氮量呈显著线性关系。     

红壤不同含水量对尿素氨挥发的影响

根据第四纪红壤水分特征设计160、200、240、280、320、360g/kg6个土壤含水量处理,通过温室模拟,研究了红壤不同含水量对尿素氨挥发的影响。结果表明,等量尿素施入红壤后,氨挥发通量与土壤含水量之间无显著相关性,而高含水量(280、320、360g/kg)处理氨挥发通量峰值较低含水量(160、200g/kg)处理提前10天。氨挥发过程可分为快速-慢速2个阶段,氨累积挥发量(y)与对应时间(t)符合Elovish动力学方程(y=a blnt)。第1～10天,氨挥发累积量随红壤含水量的增加而递增;第11天后,以含水量为240g/kg处理的氨挥发累积N量最低。试验期间,氨挥发累积总N量,以含水量240g/kg时最低(0.90gN),含水量320g/kg时最高(1.16gN),分别占尿素施入N量的9.0%和11.6%。     

Rate and mode of application of the urease inhibitor N-(n-butyl) thiophosphoric triamide on ammonia volatilization from surface-applied urea

A laboratory study evaluated the effect of rate (0, 100, 250, 500, 750 or 1000 mg/kg) and mode of application of the urease inhibitor N -( n -butyl) thiophosphoric triamide (nBTPT) (coating the urea granule, adding to the urea melt or adding to urea ammonium nitrate (UAN) solutions) on NH₃ volatilization from urea, at three temperatures (5, 15 and 25 °C), with four contrasting soil types. Daily ammonia loss was measured for up to 21 days after surface N application, using ventilated soil enclosures. Ammonia loss from unamended urea varied with soil type and temperature and ranged from 8.2 to 31.9% of the N applied. nBTPT was highly effective in lowering NH₃ volatilization from urea and in delaying the time of maximum rate of loss. The average % inhibition over all soils, temperatures and formulations was 61.2, 69.9, 74.2, 79.2 and 79.8% for the 100, 250, 500, 750 or 1000 mg/kg nBTPT concentration, respectively. The % inhibition with nBTPT was lower at 15 °C compared with at 5 or 25 °C and was lower in UAN solutions than in granular products. There was little difference between the melted and coated granular products in lowering NH₃ loss or in soil N transformations. The stability of nBTPT in urea products was dependent on its mode of application and on the storage temperature. Incorporating nBTPT in the urea melt produced a more homogeneous product with superior stability than coating the urea granule.     

追施猪粪沼液对菜地氨挥发的影响

氨挥发是肥料氮素损失的主要途径之一。以厌氧发酵后的猪粪沼液为研究对象,通过蔬菜大棚小区试验,分析其作为追肥表施于冬季菜地(水芹(Oenanthe clecumbens L.)和扬花萝卜(Raphanus sativusL.Var.Radiculus pers.);追施氮量分别为72 kg hm-2和54 kg hm-2)及夏季菜地(小白菜(Brassica chinensisL.)和大叶茼蒿(Chrysanthemum carinatum Schousb.);追施氮量分别为42 kg hm-2和63 kg hm-2)后的氨排放特征及其影响因子。研究结果表明:(1)施用猪粪沼液后菜地氨挥发激增,沼液中氮素以氨挥发形态损失较快,通常发生在施入后48 h内;(2)冬季芹菜地和萝卜地施用沼液后的累积氨排放量分别为8.68 kg hm-2和9.90 kg hm-2,显著高于化肥处理(4.06 kg hm-2和5.59 kg hm-2);而夏季白菜地和茼蒿地则分别为10.40kg hm-2和11.61 kg hm-2,与化肥处理间差异不显著(9.81 kg hm-2和10.09 kg hm-2);(3)冬季菜地施用沼液后氨挥发损失率分别达到11.7%和17.7%,显著低于夏季菜地(23.3%和26.8%);(4)0～10 cm土层土壤温度、水分含量、可溶性有机碳含量、氮素水平及形态、微生物生物量及活性,均与菜地氨挥发有较高的关联度。沼液作为追肥施入农田后会因其自身氨挥发和激发效应而使氨排放增加,在施用过程中应特别注意温度的影响,同时应选择合适的施用方式。     

不同水氮管理下稻田氨挥发损失特征及模拟

为了探讨减少稻田氨挥发的合理水氮管理措施,基于田间试验资料,分析了不同水氮管理稻田氨挥发损失规律及其交互影响,并用DNDC(土壤碳氮循环模型)模型模拟了节水灌溉条件下不同氮肥管理稻田氨挥发损失动态特征。结果表明,控制灌溉和实地氮肥管理的联合应用既大幅降低了稻田氨挥发峰值,又降低了稻田大部分无施肥时段的氨挥发损失,稻田氨挥发损失量为39.63kg/hm2,较常规水肥管理稻田降低44.69%。采用DNDC模型模拟节水灌溉条件下不同氮肥管理稻田氨挥发损失量是可行的,稻季氨挥发总量模拟值与实测值相对误差均在±10%以内。节水灌溉和实地氮肥管理的水氮联合调控显著降低了稻田氨挥发损失量,且实地氮肥管理对氨挥发损失降低的贡献率要大于节水灌溉。该文研究结果可为稻田的水肥科学管理,减少稻田氨挥发损失提供依据。     

The effect of phenyl phosphorodiamidate on urease activity and ammonia volatilization in flooded rice

Summary The behaviour of urease activity, ammoniacal N concentrations and pH in flood water and that of ammonia flux was investigated in a water-logged soil either in the presence or in the absence of rice and with three different treatments (control, urea and urea + phenyl phosphorodiamidate). In the presence of the phenyl phosphorodiamidate (PPD), that is a urease inhibitor, increases in ammoniacal N concentrations and in ammonia evolution were delayed but not eliminated. The degradation and/or the inactivation of PPD might have occurred, thus removing the inhibition of the enzyme activity.     

华北山前平原农田氨挥发速率与调控研究

本文依托中国科学院栾城农业生态系统试验站小麦-玉米轮作长期田间试验, 利用双层海绵氨吸收装置, 分析了不同施肥处理下氨挥发速率和损失量的变化规律; 并采用室内培养试验方法, 分析了浇水和秸秆还田等不同措施下氨挥发变化特征。结果表明, 肥料施用时间、土壤温度和灌水等因素显著影响土壤氨挥发速率; 氨挥发损失量在0.66~35.00 kg·hm^-2·d^-1 之间, 占施肥量的0.09%~14.90%, 且大部分氨挥发发生在夏玉米时期。施肥后及时浇水能有效减少氨挥发, 特别是在低初始水分条件下最为明显; 而在高土壤水分含量条件下, 浇水时间对氨挥发量的影响减弱。与单施化肥相比, 小麦或玉米秸秆混合配施化肥增加了石灰性土壤的尿素水解速率, 缩短了尿素的氨挥发时间, 并可显著减少氨挥发损失。单施尿素的累积氨挥发损失量占尿素施用量的7.2%~9.7%, 而小麦或玉米秸秆配施尿素的累积氨挥发损失量分别占尿素施用量的1.1%~2.1% 和2.2%~7.2%。因此, 为了减少农田氨挥发损失, 在施用尿素时应充分考虑土壤水分状况和秸秆类型对氨挥发的影响。